こんにちは、
私は現在、医療グレードの空気および O2 圧力検知用の MPX5999D 圧力センサに取り組んでいます。当社の最大圧力範囲は、空気および O2 の場合は 95 PSI です。センサーの電流消費が圧力範囲に応じて変化するかどうかを知りたいのですが、テスト中に圧力センサの電流消費が圧力範囲に応じて変化することが観察されました。全圧力範囲における最悪の最大電流消費量（最大動作温度を考慮）と MTBF データを教えてください。95psi での電流消費量はどのくらいでしょうか?
Jose様
センサ表面をカプトン テープで密封すると、ゼロ圧力オフセット値はどうなりますか?センサ表面の汚染を防ぐために、ボードの組み立て中に低粘着性のカプトンテープでセンサ表面を隠したいと考えています。また、センサ表面を密閉するための推奨粘着テープもご提案ください。
以前のクエリに関する更新はありますか?
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
Jose様
上記の質問にご回答いただけますでしょうか。また、評価のために、下記のハイライト部分にあるMPX5999D圧力センサの信頼性試験レポートが必要です。現在、形式検証に向けて準備を進めており、評価を完了し、形式検証を開始するにあたって、明確な情報をご提供いただきたいと考えております。ご返答をお待ちしております。
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
Jose様
上記の質問に対してできるだけ早くご回答いただけますでしょうか。また、MPX5999D センサには乾燥天然ゴム (DNR) と天然ラテックスゴムが含まれていないことを示す証拠も共有してください。
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
Jose様
MPX5999D 圧力センサについて、以下の詳細をできるだけ早く共有していただけますか。
1. ステンレス鋼金属（例：AISI 304）部品およびシリコーンゲル（例：ワッカー3000シリコーン）のブランド
2. ステンレス鋼の材料構成と等級
3. シリコーンゲル材料の特性
4. シリコーンゲルおよびステンレス鋼部品のCAS番号
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、Dhanabal Tさん
長期アプリケーションにおける圧力センサの出力には通常変動があり、データシートによれば、±2.5%程度である。このドリフトや変動を避けるための推奨事項をいくつか挙げます。
- 自動ゼロ調整: 当社の圧力センサでは自動ゼロ調整を実装することが非常に重要です。これは、長期的なオフセットのドリフトや変動に対するセンサー出力を補正するために、基準圧力 (大気圧はゲージ測定のゼロ基準です) でのセンサーのオフセットをサンプリングすることに基づく補正技術です。
このテクニックを実装するための手順については、次のリンクにあるアプリケーション ノート AN1636 を参照してください。
AN1636: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN1636.pdf
- 温度: MPX5999 は 0° ～ +85°C の温度範囲で補償されますが、この範囲を下回ったり上回ったりすると、精度 (変動ドリフト) は保証されません。
- メディアの互換性: 腐食性ガスや液体物質との直接接触は、保護ゲルを損傷し、デバイスの仕様外につながる可能性があるため、推奨されません。保証できるのは、「きれいな乾燥した空気」との直接接触のみです。
- 電源デカップリングと出力フィルタリング: このデバイスの電源には +5.0V を使用し、圧力センサの Vs ピンの近くに配置された 1.0uF と 0.01uF のデカップリング コンデンサを 1 つずつ使用し、Vout ピンの近くに出力フィルタ コンデンサとして 470pF のコンデンサを使用することをお勧めします (データシートの図 4 を参照)。または、追加の出力フィルタリングについては、アプリケーションノート AN1646 を参照してください。
AN1646: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN1646.pdf
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
詳細をありがとうございます。
フルスケール出力とスパン電圧の変化の長期ドリフト（年間）を教えてください。
AN3728「信頼性寿命テスト」の湿度に関するコメントを理解したい。THBは、さらに60℃、相対湿度90%で1000時間試験されます。これらの試験は、フリースケールのセンサが高湿度および高温環境において信頼性があることを証明し、そのような環境下でセンサがどれだけ長く持続するかを示す指標となります。このセンサは、60 ℃ で結露のない 90% RH に生涯にわたって耐えられるという意味ですか?この環境テスト中にセンサーが何らかの媒体（例：空気、O2 など）にさらされるかどうか。THB データは 10 年間の加速寿命テストも表していますか?
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、Dhanabal Tさん
残念ながら、要求されたデータにはアクセスできません。バイオ適合性と COC レポートは品質チームのみが保有します。品質チームに連絡してこのデータをリクエストするには、2 つのオプションがあります。
- www.nxp.com/supportで新しいサポート チケットを作成します。
- NXP の営業担当者に連絡してこの情報を尋ねてください。営業担当者は、生体適合性および COC レポートについて品質チームに連絡できるはずです。
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
わかりました。この部品の生体適合性と COC レポートを共有していただけますか。
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、Dhanabal Tさん
微粒子フィルターが常に正常に動作している限り（必要に応じて交換し続けてください）、センサに問題は発生しません。もちろん、湿気のない環境が望ましいですが、少量の湿気、水滴、水分、粒子があっても、システムやセンサーの性能には影響しません。
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
ご返信ありがとうございます。
実際の使用状況における湿度の影響についてさらに理解したいと考えています。当社のアプリケーションでは、センサは行き止まりのガス経路に配置され、センサはアルミニウム金属部品で完全に囲まれています。しかし、最悪の場合、センサは粒子フィルターを通して大気にさらされることになります。このような状況と当社製品における圧力センサの配置を考慮し、湿度、水滴、水分、粒子が圧力センサの性能に与える影響をお知らせください。
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、Dhanabal Tさん
はい、センサーを手作業ではんだ付けしても問題ありませんが、この部品のパッケージ本体のピーク温度 (PPT) は 220 ℃ であり、ピーク温度での最大時間は 30 秒であることに留意する必要があります。この温度以上で 30 秒以上はんだ付けしないでください。
この情報は、次のリンクの「品質情報」セクションで確認できます: https://www.nxp.com/part/MPX5999D?#/
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
迅速なご対応に改めて感謝申し上げます。
この部品を手はんだではんだ付けできますか？現在、当社の EMS サプライヤーは選択的ウェーブはんだ付けを採用していますが、新しいサプライヤーにはこの機能がありません。手作業ではんだ付けした場合、品質や信頼性に問題が生じると思われますか?
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、Dhanabal Tさん
圧力センサの出力電圧は、何度過圧を受けてもセンサが飽和状態になります。
この後、圧力が通常の圧力範囲に戻ると、余分なオフセットや精度や直線性の変化、その他の影響なしに、出力電圧が通常のレベルに回復します。
圧力が 4000kPa を超えないように注意してください。超えるとデバイスが永久に損傷します。
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
ご返信ありがとうございます。
センサが一定時間（数秒または数分）過圧にさらされ、その後通常の動作圧力範囲に戻った場合、センサの出力電圧はどうなりますか?データシートには、出力電圧が圧力範囲外では飽和すると記載されていますが、回復したら通常どおり動作するかどうかを知りたいです。過圧の影響によりオフセットの変化や精度の変化はありますか? また、線形特性に従いますか?
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、ダナバルさん。
正解です。P1 が完全にブロックされ、P2 が局所的な大気に開放されている場合、密閉された P1 の圧力を基準として局所的な気圧を読み取ることになります。これがアプリケーションで想定される動作ではない場合は、ポート P1 をパイプライン圧力に接続し、これを圧力読み取りの基準として使用する必要があります。
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
[A1] センサーが線形特性に従い、P1 側が微粒子で完全にブロックされている場合、システムはパイプラインの圧力に関係なく大気圧を読み取りますか?この状況を避けるにはどうしたらよいでしょうか?
[A2] 了解しました。
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、ダナバルさん。
[A1] 正解です。上記の状況では、センサの出力は線形特性に従います。
[A2] センサ内部のシリコンゲルに水滴が接触しても、ゲルの構造が劣化しない限り問題は発生しません。ゲルが損傷または劣化すると、ワイヤボンドが露出し、ショートしてセンサが損傷する可能性があります。
[A3] 残念ながら、トランスデューサー内にアクティブひずみゲージがいくつ配置されているかについての情報は持っておらず、これらのゲージがどのように接続されているかの電気的情報も共有できません。この種の情報は、署名済みの NDA を持つ NXP の営業担当者または NXP FAE によってのみ直接共有できます。
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
1. P1 側がポート P2 の圧力より低くなることはないと理解していますが、P1 側がブロックされているような状況(ガスに微粒子が含まれているため)では、P2 側が直接大気にさらされることになります。このような状況ではセンサの出力はどうなるのでしょうか？線形特性に従うのでしょうか？
2. 水滴がプロセス媒体（シリコンゲル）に接触した場合、アナログ読み取りにどのような影響がありますか？
2. トランスデューサー内部にはアクティブひずみゲージがいくつ配置されていますか?これらのひずみゲージが内部でどのようにコネクテッドされているかの電気的等価物を共有していただけますか?
熱いご反応をありがとうございました！
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、ダナバルさん。
このセンサは、P1 が常に P2 以上となるアプリケーション向けに設計されています。
P2の最大値は500 kPaです。
つまり、気圧は 500kPa を超えてはならず、ポート P1 の圧力はポート P2 の圧力よりも低くなってはいけません。
操作時と保管時のケースは同じです。
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
ありがとう。新年あけましておめでとうございます。
このトランスデューサーの動作および保管気圧範囲はどれくらいですか?
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、ダナバルさん。
あけましておめでとう！！
遅くなってごめんなさい。クリスマスとお正月の休暇で外出していました。
あなたの質問にお答えします:
- NXP 圧力センサーはクラス 1 ESD であるため、範囲は最大 2000 ボルト (ESD) です。
静電放電は人体モデル (HBM) に従って適用され、500/1000/1500/2000 ボルトでテストされます。
詳しい情報については、DL200 データ ライブラリの 1-3 ページから 1-12 ページの「品質と信頼性」を参照してください。
この目的のために、次の URL から弊社 Web サイトに掲載されているデータ ブック DL200 を参照できます: http://www.nxp.com/docs/en/supporting-information/DL200.pdf
* 本のサイズには約 25MB 必要となることに注意してください。
- 水滴は、センサーの内部機械構造に直接接触しない限り、問題を引き起こすことはありません。
- 前述のように、圧力センサについては湿度感度レベル (MSL) が分類されない理由は、圧力センサがオープンキャビティデバイスであるため特性評価できないからです。
ただし、読書にすぐに影響が出るわけではありません。
- 圧力センサには圧力測定を行うための機械構造があるため、センサの空洞内に微粒子が侵入すると、構造が詰まって損傷し、読み取りに問題が生じる可能性があります。
- 湿度は読み取りにすぐに影響を与えることはありませんが、長時間さらされると、ポイント 3 で説明した湿気の影響と同様に、センサの整合性が損なわれる可能性があります。
- MPX5999 は 0 ～ +85℃ で動作するように温度補償されていますが、この範囲を超えると偏差が不明な値に増加し、永久的な損傷を受ける可能性があるため、推奨温度を超えて使用することはお勧めしません。
- 締め付けすぎるとセンサのCASEが破損し、漏れが発生して測定に誤差が生じる可能性があります。ポートの取り付けフランジと接着剤の結合ラインの破損を防ぐため、取り付け時にセンサ パッケージを締めすぎないようにしてください。推奨最大トルクは 3 in-lbs です。
詳細については、次のリンクをご覧ください: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN936.pdf
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
上記の質問に関して何か更新はありますか?
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
Jose様
迅速なご返答ありがとうございます。
下記の条件にセンサがさらされた場合、センサに何が起こり、読み取りに即時的な影響がありますか?
1. 放射干渉と静電放電
2. 水滴
3. 湿気
4. 微粒子
5. 湿度
6. 0℃および85℃を超える温度（このセンサは0℃から85℃まで2.5%の偏差で動作することを期待しています）
7.センサの過度なトルク
よろしくお願いいたします。
こんにちは、ダナバルさん。
- 自動ゼロ機能はトランスデューサー自体に対してではなく、MCU サイズの読み取りに対して実行されます。詳細については、アプリケーションノート AN1636 をご覧ください: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN1636.pdf
- 残念ながら、圧力センサの振動または衝撃定格に関する情報はございませんので、ご容赦ください。ただし、圧力センサは測定を実行するための機械部品を備えた MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) であるため、大きな振動や衝撃によってこの機械部品が損傷し、測定に誤差が生じる可能性があることに留意してください。
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
迅速なご対応ありがとうございます。
1.さまざまな原因によって発生したエラーを修正するために、トランスデューサーへのフィードバックなしで自動ゼロ機能をどのように実現するのでしょうか?
2.振動や衝撃に対する耐性に関するデータはありますか? また、振動や衝撃を受けた場合、トランスデューサーの性能はどうなりますか?
こんにちは、ダナバルさん。
はい、MPX5999D トランスデューサーに自動ゼロを実装することは可能ですが、自動ゼロ機能はソフトウェアを通じて実行されるため、既存のソフトウェアを変更せずに実行することはできないと思います。エラーは機械的な実装によって発生するため、HW で実装することはできません。
湿度については、製品エンジニアから回答をいただきました。回答は次のとおりです。
湿度感度レベル (MSL) は、圧力センサについては分類されませんが、これはオープンキャビティデバイスであるため特性評価できないためです。
そのため、湿度は精度に影響を与える可能性があり、湿度が高いとデバイスが損傷する可能性があります。
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
MPX5999D トランスデューサーに自動ゼロを実装することは可能ですか?既存のソフトウェアを変更せずにこのトランスデューサーを実装しようとしています。このトランスデューサーの動作および保管湿度範囲はどのくらいですか?
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、ダナバルさん。
オフセット エラーとドリフトの原因は、デバイス間のオフセット変動 (トリム エラー)、機械的ストレス (取り付けストレス)、温度と経年変化によるシフトです。オートゼロを実行すると、これらのエラーが大幅に減少します。
オートゼロは、センサー出力のドリフトまたは変動を修正するために、基準圧力でのセンサーのオフセットをサンプリングすることに基づく補正技術です。この技術は、ゼロ圧力および圧力範囲全体にわたるエラーを修正します。
オートゼロ技術の詳細については、アプリケーションノート AN1636 を参照してください: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN1636.pdf
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
分かりやすい説明をありがとう。
トランスデューサーがゼロ圧力および範囲全体で推奨出力特性をドリフトさせる原因は何でしょうか?
よろしくお願いいたします。
ダナバルT
こんにちは、
- 圧力にさらされたP2:
ポート P1 の圧力が常にポート P2 の圧力以上である限り、P2 に圧力を加えても、センサの出力を含め、データシートの仕様は変更されません。
- P2側の圧力または真空を維持します。
ポート P1 の圧力が常にポート P2 の圧力以上であれば問題ありません。
- P2側がブロックされました:
ポット P2 が密閉されている場合、圧力室のような状態で圧力が維持されます。センサの出力は、基準圧力として使用されるこの「圧力室」とポート P1 に適用される圧力との間の差圧によって得られます。
- 組み立て後に洗浄したセンサ:
圧力センサの場合、デバイス内部にダイヤフラム（ゲル）があるため、クリーニング/洗浄のプロセスが異なります。
当社の品質エンジニアは、これらのデバイスのクリーニングを推奨していません。ただし、デバイスをクリーニングする必要がある場合は、説明に記載されている方法をお勧めします。
部品のアクセス ホールをカプトン テープで密閉することを絶対にお勧めします。また、クリーニングする前にセンサーをキャップで塞ぐこともできます。
キャップは次のサプライヤーから入手できます。 http://www.stockcap.com/products.asp
- MPOS:
NXP 圧力センサの内部ゲルにより、これらのデバイスは MPOS に準拠していません。清掃については、上記のポイント 4 の推奨事項に従ってください。
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
Jose様
情報ありがとうございます。以下の質問について明確にする必要がありますか?
1. P2 側に何らかの圧力が加わるとセンサに何が起こりますか?センサはデータシートに従って推奨出力を生成しますか?
2. パフォーマンスを向上させるには、P2 側で圧力または真空を維持する必要がありますか?
3. P2 側がブロックされた場合はどうなりますか?
4. フラックスを除去するためのボード洗浄プロセスの一環として、ボードに組み立てた後にセンサを洗浄するとどうなりますか?
5. このセンサはMPOS(中圧酸素サービス用クリーン)規格に準拠していますか?これは、表面または内部通路上の炭化水素剤（油、グリースなど）、微粒子（ほこり、土、糸くず、繊維、紙、錆など）、およびその他の異物が指定されたレベルまで洗浄され、部品またはアセンブリが清潔な状態を保つために適切に取り扱われ、梱包されていることを意味します。
こんにちは、
- 破裂圧力:
このパラメータをテストすることはほとんどないため、新しいデータシートには破裂圧力定格は記載されなくなりました。破裂圧力が省略されたことにより、新しいパラメータ「最大圧力」が当社が保証する唯一の定格となり、すべてのケースにおいて、以前の「過圧」定格と同等になりました。MPX5999D が損傷を受けずに許容される最大圧力は 4000kPa です。
- ほこり/水道/汚染物質/湿気への暴露:
すべての NXP 標準圧力センサ製品では、乾燥空気以外の環境は製品の信頼性と寿命に何らかの影響を与える可能性があります。NXP のシリコン圧力センサは、オイル、ガス、ガソリンと互換性がなく、水、水蒸気、またはその他の化学物質の影響を受ける可能性があります。
この影響がアプリケーションにとって許容できるかどうかを判断する必要があります。
乾燥空気以外の媒体を使用するアプリケーションで当社のセンサーを使用するための可能なソリューション:
パッケージ内部への機械的応力に加えて、硬化/加工された材料がパッケージ外部に引き起こす応力も評価する必要があります。これらを最小限に抑えるには、低応力の封止材を使用する必要があります。そしてもちろん、潜在的なストレス誘発のポイントの後のデバイスの再調整/自動ゼロ設定は強く推奨され、測定前に実行すれば機械的ストレスの懸念を軽減できます (読み取り中の温度デルタは最小限です)。
アプリケーション ノート AN3728 では、NXP 圧力センサのメディア互換性について説明します。このアプリケーションの 3 ページ目には、いくつかのメディアをテストしたことが示されていますが、これらの条件下でのこれらのデバイスの長期的な信頼性については保証できません。
AN3728: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN3728.pdf
- ピンの曲がり:
センサのリード/ピンは、必要に応じて回路基板への組み立てのために直角 (90 度) に形成できますが、適切なリード形成技術とツールが使用されていることを確認する必要があります (その目的のために特別に設計されていない限り、手動ペンチまたは「ニードルノーズ」ペンチをリード形成に使用しないでください)。これを実行する適切な方法については、次のリンクにあるアプリケーションノート AN936 に記載されています: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN936.pdf
- ゼロ圧力時の電圧:
マイクロコントローラに統合された圧力センサーを使用する場合は、自動ゼロ機能を実装することをお勧めします。オートゼロは、センサ出力のドリフトまたは変動を修正するために、基準圧力でセンサのオフセットをサンプリングすることに基づく補正技術です。
アプリケーションノート AN1636 は、統合圧力センサの自動ゼロ機能を実装してより高い精度を実現するためのガイドラインです: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN1636.pdf
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
こんにちは、ホセさん。情報ありがとうございます。
トランスデューサーが耐えられる破裂圧力はどのくらいですか?
パイプラインのホースが接続されていない状態でセンサーがほこり/水/汚染物質/湿気にさらされるとどうなりますか?
私たちのアプリケーションでは、ピンを下図のように曲げたいのですが、トランスデューサーの品質を損なうことなく、下図のようにピンを形成する方法を提案していただけますか。
当社の既存製品の 1 つは、パイプライン センシング アプリケーションに同じトランスデューサーを使用しました。FCT テスト中に、ゼロ圧力での最小および最大出力電圧を満たさなかったために、いくつかのセンサが故障したことが確認されました。故障したセンサはゼロ圧力で 100mV/140mV を生成しました。電圧低下の原因となる問題は何でしょうか?
こんにちは、
品質エンジニアからは次のような回答をいただきました。
このファミリの資格認定は、最終読み取りポイントとして合計 128 ユニットの HTOL を 1,008 時間以上実行して実行されました。
信頼区間が 95% の場合、障害が発生するまでの MTTF 値は約 56,034 時間になります。
よろしくお願いします。
ホセ
NXP Semiconductors
こんにちは、
電流消費に関するご質問を解決するためにアプリケーション エンジニアに支援を依頼したところ、電流は全圧力範囲にわたって最大 0.5 mA しか変化せず、標準的な電流に基づくと比較的小さいと言われました。また、残念ながら、データシートに記載されている内容以外、電流に関する詳細は提供できないとも述べました。
MTBF については、当社の圧力センサについてはこの情報を提供していませんが、品質エンジニア チームにこの情報を生成できるかどうかの支援を依頼しています。もちろん、これには追加の時間がかかります。転送しますが、少なくとも 1 週間は何も期待できません。
ご理解とご協力に感謝いたします。
よろしくお願いいたします。
ホセ